白 雪,董巧云,趙 麗,姚 彥,王 博(滄州市中心醫(yī)院神經內五科,河北滄州 061000)
帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一種神經系統(tǒng)變性疾病,全球發(fā)病率0.3%左右[1],臨床主要表現(xiàn)為靜止性震顫、運動遲緩、肌強直、姿勢步態(tài)異常等癥狀。PD 發(fā)病原因是中腦內黑質多巴胺能神經元變性或死亡伴路易體(lewy bodies,LB)出現(xiàn),從而阻礙黑質紋狀體通路[2],而LB 主要成分是α-突觸核蛋白(α-synuclein,α-Syn)。
α-Syn 是一種主要存在于突觸前末端的酸性蛋白,其單體在游離狀態(tài)下是未折疊結構,與生物膜結合時變?yōu)棣?螺旋結構,當其表達增強或變異時,可轉變?yōu)槔w維樣的β-折疊結構,形成寡聚體和多聚體[3]。大量研究發(fā)現(xiàn)PD 患者腦組織中存在大量失調的微小核糖核酸(microRNA,miRNA),其通過結合目標mRNA 的3’-非翻譯區(qū),導致靶mRNA不穩(wěn)定或被切割從而干擾翻譯,是細胞增殖分化重要轉錄后調節(jié)因子。有研究表明miR-7 在PD 患者黑質多巴胺能神經元中廣泛表達[4],與PD 的發(fā)生、發(fā)展亦有密切聯(lián)系。隨著對PD 研究的不斷進展和深入,越來越多的學者發(fā)現(xiàn)除了其經典的運動癥狀外,認知功能等非運動癥狀也為其重要的臨床表現(xiàn)。
認知障礙在早期PD 患者中較為常見,本研究通過檢測PD 患者血清中miR-7 和α-Syn 表達水平,探究兩者與PD 患者認知功能障礙的關系。
1.1 研究對象 選取2020 年1 月~2022 年1 月滄州市中心醫(yī)院收治的PD 患者106 例作為PD 組,其中男性45 例,女性61 例,年齡64.75±3.46 歲;文化程度:初中及以下18 例,高中及以上88 例。本組患者均符合中國帕金森病治療指南(第三版)[5]相關標準。Hoehn-Yahr 分級:1 級12 例,2 級20 例,2.5 級24 例,3 級10 例,4 級30 例,5 級10 例。隨機選擇同期性別、年齡相匹配的106 例健康體檢者作為對照組,其中男性50 例,女性56 例,年齡65.20±4.47 歲;文化程度:初中及以下24 例,高中及以上82 例。兩組受試者年齡、性別及文化程度差異無統(tǒng)計學意義(χ2/t=0.477,0.820,1.069,P=0.490,0.413,0.301)。PD 組納入標準:①本研究所有PD 患者均符合相關診斷標準,均伴有運動遲緩、姿勢步態(tài)障礙、靜止性震顫等癥狀;②依從性好;③未進行過抗抑郁或抗精神病治療。對照組納入標準:①本組受試者經體檢正常者,無PD家族史;②生活習慣以及飲食結構與PD 組患者相似。排除標準:①并發(fā)顱內器質性疾病者;②由內科疾病或藥物導致的認知功能障礙者;③并發(fā)有慢性炎性反應或各種感染者;④繼發(fā)性帕金森綜合征;⑤無法配合研究者;⑥嚴重肝、腎、心功能不全者。本研究經本院倫理委員會批準,且所有受試者或其家屬均簽署參加本研究的知情同意書。
1.2 儀器與試劑 紫外分光光度計(型號:N4S/N4,杭州諾丁科學器械公司),酶標儀(型號:F50,江蘇博美達生命科學公司),Trizol 試劑(貨號:GMS12279,上海杰美基因醫(yī)療公司),miRNA 反轉錄試劑盒(貨號:K1622,武漢科昊佳生物科技公司),人α-Syn 酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒(貨號:F00000,上海西唐生物科技公司)。
1.3 方法
1.3.1 血清獲?。河赑D 組患者入院第二天早晨及對照組健康體檢時采集肘靜脈血5 ml,而后放于冷凍離心機內以3 000 r/min 離心10 min,再將上層血清樣本移至新的離心管中,放-80℃冰箱冷凍備用。
1.3.2 qRT-PCR 法檢測血清miR-7 水平:將預冷的PBS 加入血清中洗滌兩次,再把洗滌過的血清倒進研缽中加入Trizol 試劑,以提取總RNA,提取過后用紫外分光光度計檢測RNA 的純度。選擇吸光值在1.8~2.1 的血清樣品,用miRNA 反轉錄試劑盒對所得RNA 進行反轉錄,獲得cDNA。取cDNA模板2μl,加入通用后端引物1μl,miR-7 特異前端引物1μl,2×SYBR GREEN Master Mix 1 μl,再加入無菌蒸餾水至20 ml。反應條件設置為95℃10 min,95℃ 15s,60℃ 30s,40 個循環(huán)。用2-ΔΔCt法計算miR-7 表達量。
1.3.3 ELISA 法檢測血清α-Syn 水平:采用雙抗夾心ELISA 法檢測α-Syn 水平,嚴格按照人α-Syn ELISA 試劑盒說明進行操作。
1.3.4 認知功能評估:采用簡易精神狀態(tài)量表(mini-mental state examination,MMSE)和蒙特利爾認知評估量表(montreal cognitive assessment,MoCA)對PD 患者的認知功能進行評估。其中MMSE 評分<27 分存在認知功能障礙,27~30分認知功能正常;而MoCA 評分<26 分存在認知功能障礙,26~30 分認知功能正常。均由神經內科??漆t(yī)生按國內標準完成測評,分數(shù)越低認知功能越差。
1.4 統(tǒng)計學分析 采用統(tǒng)計學軟件SPSS 22.0 分析數(shù)據(jù),計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗;多組間比較采用單因素方差分析,進一步兩兩比較采用SNK-q法檢驗,計數(shù)資料采用n(%)表示,組間比較采用χ2檢驗。采用Spearman 法分析血清miR-7,α-Syn 水平與MMSE 評分、MoCA 評分的相關性;采用Pearson法分析PD 患者血清miR-7 與α-Syn 水平的相關性。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 兩組對象血清miR-7 和α-Syn 水平比較 PD組血清miR-7 水平明顯低于對照組(6.95±1.74 vs 8.21±1.35),血清α-Syn水平明顯高于對照組(6.28±1.05μg/L vs 3.52±0.56μg/L),差異具有統(tǒng)計學意義(t=5.890,23.879,均P=0.000)。
2.2 不同Hoehn-Yahr 分級患者血清miR-7 和α-Syn水平比較 PD 患者Hoehn-Yahr 1 級、2 級、2.5 級、3 級、4 級和5 級血清miR-7(8.03±0.99,7.65±0.76,7.12±1.06,6.64±0.65,6.31±0.73,5.93±0.82) 水平逐漸降低,α-Syn(3.79±0.39,4.29±0.81,5.48±1.07,6.37±0.82,7.55±1.34,9.01±0.76 μg/L)水平逐漸升高,差異具有統(tǒng)計學意義(F=13.201,55.330,均P<0.05)。2.5 級、3 級、4 級、5 級PD 患者血清miR-7,α-Syn 水平均低于1 級患者(q=4.263~16.923,均P<0.05);3 級、4 級、5 級PD 患者血清miR-7 水平均低于2 級患者,2.5 級、3 級、4 級、5 級血清α-Syn 水平均高于2 級患者(q=4.319~16.917,均P<0.05);4 級、5 級PD患者血清miR-7,α-Syn 水平均高于2.5 級患者(q=4.899~13.019,均P<0.05);4 級、5 級PD患者血清α-Syn 水平均高于3 級患者(q=4.486,18.194,均P<0.05),且5 級PD 患者血清α-Syn水平高于4 級患者(q=5.550,均P<0.05),差異具有統(tǒng)計學意義。
2.3 PD 患者血清miR-7,α-Syn 水平與MMSE 評分、MoCA 評分的相關性及血清miR-7 與α-Syn水平的相關性 Spearman 法分析顯示,PD 患者血清miR-7 水平和MMSE 評分呈正相關(r=0.574,P=0.000),血清α-Syn 水平和MMSE 評分呈負相關(r=-0.550,P=0.000)。Spearman 法分析顯示,PD 患者血清miR-7 水平和MoCA 評分呈正相關(r=0.597,P=0.000),血清α-Syn 水平和MoCA評分呈負相關(r=-0.537,P=0.000)。Pearson 法分析顯示,PD 患者血清miR-7 與α-Syn 水平呈負相關(r=-0.608,P=0.000)。
PD 是由于腦內黑質多巴胺能神經元病變伴隨路易小體(lewy body,LB)出現(xiàn),導致神經系統(tǒng)變性的疾病,在中老年人群中較常見。中國55 歲以上人群患PD 概率大約是1.7%,且隨著老齡化加劇,PD 患病率呈上升趨勢[6]。醫(yī)學界普遍認為PD發(fā)病和LB 有關,是通過polo 樣激酶2 促進α-Syn第129 位絲氨酸磷酸化[7],被磷酸化的α-Syn 形成寡聚體,組成中腦內的LB,LB 阻礙黑質紋狀體通路導致發(fā)病[8]。α-Syn 形成的寡聚體和多聚體具有細胞毒性[3],可通過多種途徑致黑質多巴胺能神經元損傷;可通過Toll 樣受體4 使受體神經元周圍的膠質細胞活化[9],進而促進一氧化氮和過氧化物等有毒物質釋放至胞外,加重黑質多巴胺能神經元損傷;α-Syn 聚集物通過結合Tau 蛋白,降低微管蛋白合成,使細胞骨架發(fā)生改變,進而導致神經元損傷[10];α-Syn 寡聚體也可通過形成細胞膜上跨膜小孔,使完整細胞膜發(fā)生破壞,從而發(fā)揮其毒性作用。也有研究認為,α-Syn 磷酸化后能產生更多寡聚體和不溶性成分[11],使泛素-蛋白酶系統(tǒng)降解發(fā)生障礙,導致胞漿內LB 形成及黑質多巴胺神經元凋亡,引發(fā)PD。楊清等[12]研究發(fā)現(xiàn),PD 患者血清α-Syn水平顯著高于對照組,且隨著病情加重不斷升高[13]。本研究結果與楊清等[12]研究結果基本一致,可能是由于PD 是一種蛋白降解障礙性疾病,而α-Syn是存在神經元細胞的突觸前蛋白,其與神經元發(fā)育、形成以及突觸功能密切相關,但是突變的α-Syn過度聚集將會造成泛素-蛋白酶系統(tǒng)降解障礙,產生毒性,從而導致細胞內蛋白降解障礙、聚集,最終造成PD 的發(fā)生。另外本研究結果還顯示,隨著Hoehn-Yahr 分級的增加,血清α-Syn 水平逐漸升高,且PD 患者血清α-Syn 水平與MMSE 評分、MoCA 評分均呈現(xiàn)負相關,此結果說明隨著PD 患者疾病嚴重程度增加,血清α-Syn 水平也呈現(xiàn)增高的趨勢,而α-Syn 的聚集將會損傷多巴胺能神經元,從而導致患者認知功能障礙的發(fā)生。
大量研究發(fā)現(xiàn)PD 患者或動物模型腦組織中存在大量失調的miRNA,miRNA 參與PD 發(fā)病的各個過程,是一種很好的診斷標志物,具有較高敏感度和特異度[14-15]。王一帆等[16]研究表明,miR-7 可在百草枯誘導多巴胺能神經元損傷中抑制α-Syn蛋白表達,從而發(fā)揮神經元保護作用。TITZE-DEALMEIDA 等[17]研究表明,PD 患者多巴胺能神經變性相關的大腦區(qū)域中miR-7 水平明顯降低。黑質中miR-7 的消耗和α-Syn 的積累,與多巴胺能細胞的丟失以及紋狀體中多巴胺的減少有關。CHOI等[18]研究表明miR-7 可通過調控α-Syn mRNA的3’-非翻譯區(qū)抑制α-Syn 的蛋白水平。本研究結果表明,PD 患者血清miR-7 水平下降,且隨著病情加重而逐漸降低,與上述結果相似。推測可能是由于miR-7 誘導的α-Syn 下調可保護細胞免受氧化應激,miR-7 起到調節(jié)α-Syn 和多巴胺的作用。本研究結果還顯示,PD 患者血清miR-7 水平和MMSE 評分、MoCA 評分均呈正相關,提示血清miR-7 水平變化與PD 患者認知功能有關,血清miR-7 水平降低可能通過影響MMSE 評分、MoCA評分而參與認知功能障礙的發(fā)生。另外,Pearson 法分析顯示,PD 患者血清α-Syn 水平與miR-7 水平呈負相關,因此認為miR-7 和α-Syn 可能共同通過影響PD 的發(fā)展進程從而影響PD 患者認知功能障礙。
綜上所述,隨著PD 患者病情加重,血清miR-7 水平逐漸降低,α-Syn 水平逐漸升高,二者均與認知功能評分具有顯著相關性,推測miR-7 在調節(jié)α-Syn 和多巴胺的生理中具有重要作用,并可能為研究PD 的病理學提供新的范例。但是由于本研究納入樣本量相對較少,未通過分子學角度及基礎實驗進行分析其內在的作用機制,導致本研究存在諸多不足之處,還有待更深入研究。